O que está acontecendo com Betelgeuse? Nos últimos anos, a estrela chamou bastante atenção, pois sua luminosidade variou dramaticamente várias vezes. No início deste ano, a supergigante vermelha se tornou quase 50% mais brilhante, provocando especulações sobre a possibilidade de ela explodir como uma supernova.
Entretanto, novas pesquisas sugerem que algo completamente diferente está acontecendo com Betelgeuse, e isso não tem relação com suas recentes flutuações luminosas. Pode ser que ela tenha consumido uma estrela companheira menor.
Quando uma estrela como Betelgeuse fica mais brilhante e mais apagada em tamanha magnitude, os humanos naturalmente prestam atenção. Isso se deve ao fato de ela ser uma supergigante vermelha que, certamente, explodirá como uma supernova. No entanto, não há necessidade de corrermos para fazer mais chapéus de proteção com papel alumínio. Ela está longe demais para nos causar dano, mas certamente proporcionaria um espetáculo de luzes incrível.
Infelizmente para aqueles que buscam espetáculo, as recentes flutuações de luminosidade da estrela não indicam que sua explosão e destruição sejam iminentes. Em vez disso, as mudanças foram atribuídas a nuvens de poeira e às pulsações regulares da estrela.
Algumas pesquisas recentes não conseguem explicar as flutuações recentes de Betelgeuse, mas sugerem que algo mais aconteceu com nossa vizinha supergigante no passado. O novo estudo, publicado no servidor de pré-impressão arXiv, tem o título “Betelgeuse como Fusão de uma Estrela Massiva com um Companheiro”. O autor principal é Sagiv Shiber, do Departamento de Física e Astronomia da Universidade Estadual da Louisiana.
“Está firmemente estabelecido que a maioria das estrelas massivas existem dentro de sistemas binários”, escrevem os autores. Muitas delas experimentarão interações binárias em algum momento durante sua evolução. Às vezes, embora raramente, as estrelas podem se fundir. Seria esse o motivo pelo qual Betelgeuse está sozinha?
Quando ocorre uma fusão, muito depende das massas respectivas das estrelas. Podem ocorrer “explosões de fusão” transitórias, perda de massa, bem como outros fenômenos.
Isso é tudo determinado por simulações na nova pesquisa. Os pesquisadores simularam uma fusão entre uma estrela de 16 massas solares e uma estrela menor de 4 massas solares. (Betelgeuse tem entre 16 e 19 massas solares.) As simulações mostram que, à medida que as estrelas se aproximam e compartilham uma envelope comum, eventualmente a estrela menor se funde com o núcleo de hélio da estrela primária. “O companheiro eventualmente mergulha no envelope da estrela primária, levando a um aumento de rotação e subsequente fusão com o núcleo de hélio”, explicam os autores. Isso causa uma troca de energia orbital e térmica. Eventualmente, isso desencadeia um pulso poderoso que viaja do núcleo através do envelope da estrela primária.
Mas não para por aí. Às vezes, isso também pode desencadear perda de massa. Isso acontece por causa da liberação de energia gravitacional causada pela fusão. Essa energia precisa se manifestar de alguma forma, e é convertida em energia cinética que impulsiona o fluxo de massa em alta velocidade para longe da primária. Nas simulações da equipe, a perda de massa atingiu até 0,6 massas terrestres.
Mas, quando se trata de Betelgeuse, a evidência de uma fusão em algum momento no passado pode estar na rotação da estrela. Ela gira a cerca de 5,5 km/s. Para referência, nosso sol gira a cerca de 2 km/s. “Por exemplo, estudos sobre Betelgeuse demonstraram que uma fusão anterior entre uma estrela pré-sequência principal massiva com uma massa de aproximadamente 15~17 massas terrestres e um companheiro de baixa massa na sequência principal com uma massa de cerca de 1 ~ 4 massas terrestres poderia explicar sua alta taxa de rotação implícita”, afirma o artigo.
A fusão não interrompe a evolução da estrela primária para sua fase de supergigante vermelha (RSG). Mas ela ejetará material, frequentemente através de fluxos polares. O gás pode viajar a velocidades de 200–300 km/s, o que é característico de eventos de explosão de fusão.
Há precedentes para esse tipo de fusão em V838 Monocerotis. Foi uma possível nova vermelha luminosa, uma explosão estelar causada pela fusão de duas estrelas. Ela era pouco notável até 2002, quando de repente se tornou mais brilhante, e foi uma das maiores estrelas conhecidas por um período de tempo após a suposta fusão. Um artigo de 2007 concluiu que a explosão de fusão era a única explicação para o brilho e a expansão de V838 Monocerotis.
Então, isso aconteceu com Betelgeuse? Ela se fundiu e consumiu uma estrela companheira menor, sem deixar rastros? Sua taxa de rotação implícita apoia essa conclusão, assim como a composição química da estrela.
Este estudo não pode chegar a essa conclusão, mas é uma possibilidade distinta. Há muito que os astrofísicos ainda não sabem sobre essas fusões e seus efeitos. O tamanho dos envelopes das estrelas e do eventual envelope comum afeta a taxa eventual de aumento de rotação da primária sobrevivente. E a quantidade de perda de massa pode dispersar diferentes quantidades de energia cinética, então há muita coisa acontecendo.
Os autores fizeram alguns progressos na compreensão desses eventos, mas precisam de métodos e ferramentas aprimorados para entendê-los mais completamente. “Ao aprofundar mais na física das fusões estelares, visamos avançar nosso entendimento da evolução das estrelas massivas, das propriedades dos progenitores de supernovas e do papel das fusões na formação do panorama astrofísico transitório”, escrevem eles.
Não há indicação de que essa fusão, se ocorreu, esteja diretamente conectada às recentes flutuações de Betelgeuse, ou à sua eventual explosão como uma supernova. Mas um dia, Betelgeuse explodirá. Se a humanidade durar tempo suficiente, então muitas futuras gerações de cientistas terão a sorte de assistir a todo o processo se desenrolar. Então, talvez finalmente tenhamos respostas.
Mas, por enquanto, a supergigante vermelha continua gerando manchetes.
Fonte:
https://phys.org/news/2023-11-betelgeuse-consume-smaller-star.html
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Artigo original:
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